海水入侵是滨海含水层地下水水质恶化最普遍的方式之一。二十世纪80年代以来,大连滨海地区由于地下水过量开采而引发的海水入侵,极大地影响了当地居民的生产、生活。随着人口增长及经济发展,该地区地下水资源的需求持续加大,导致海水入侵问题日益严峻,因此对地下水合理开采的需求也日益迫切。本论文结合前人研究成果与最新资料,利用变密度地下水模拟工具SEAWAT和新研发的变密度地下水多目标模拟优化程序MOSWTGA,在周水子滨海地区建立变密度地下水模拟模型及优化管理模型。本模拟优化模型基于周水子研究区实际地质、水文地质条件及地下水开采现状,为当地决策者实行合理的地下水资源配置提供了理论基础和决策依据,此外,也为多个优化目标下的变密度地下水优化管理问题提供高效可行的模拟优化工具,具有极大的经济效益与环境效益,并取得以下成果:(1)将大连市周水子滨海地区碳酸盐岩裂隙岩溶含水层概化为等效连续介质,建立了一个考虑潮汐作用的三维非均质各向异性的变密度地下水数值模拟模型,模拟了当地实际的海水入侵动态过程。模型校正期与验证期地下水位计算值与观测值的相关系数为0.968,绝对平均误差为1.187m,模型校正期与验证期地下水浓度计算值与观测值的相关系数为0.925,绝对平均误差为48.217 mg/L;校正及验证结果表明,这是一个精度较高、符合当地水文地质条件及地下水开发利用状况的变密度地下水流及溶质运移模拟模型。(2)基于校正好的模拟模型对周水子滨海含水层的海水入侵未来趋势进行预测,结果表明,考虑潮汐作用下30年后总的海水入侵复合区面积,在枯水年预测方案下增加了 20.66%,平水年预测方案下增加了 18.83%,丰水年预测方案下增加了 16.91%,故降水量较少的年份尤为严重;且潮汐作用下30年后总的海水入侵复合区面积较现状年增加18.83%,不考虑潮汐作用时较现状年增加14.93%,故潮汐作用会加重海水入侵。因此,有必要对当地地下水资源开采进行优化管理,防止海水入侵程度愈加严重。(3)基于单目标模拟优化程序SWTGA,将改进后的遗传算法GA(添加了小生境、Pareto解集过滤器等模块)与变密度地下水流及溶质运移模拟程序SEAWAT-2000相耦合,新开发了变密度地下水多目标模拟优化程序MOSWTGA,并构建了通用变密度地下水多目标优化管理模型。(4)运用单目标模拟优化程序SWTGA和多目标模拟优化程序MOSWTGA,对研究区滨海含水层中地下水开采方案进行优化,在海水入侵程度没有加剧的情况下,6 口井的总抽水量有了极大幅度的增加,CNRM及MIROC气候模式下优化后总的抽水量增加了 114.672%及224.394%;并得到海水入侵面积与最大开采量之间接近最优的一系列Pareto最优解,为当地地下水开采管理提供科学依据。